Uma descoberta de pesquisadores da Universidade da Pensilvânia encontra gene na raiz que poderá criar variedades do milho mais resistentes
Uma nova descoberta, publicada agora em março, de um estudo que levou mais de uma década, relatada em março em um estudo global que abrangeu mais de uma década de pesquisa, pode levar à criação de culturas de milho que podem resistir à seca e às condições do solo com baixo teor de nitrogênio e, finalmente, aliviar a insegurança alimentar global, de acordo com uma equipe de pesquisadores internacionais liderada pela Universidade da Pensilvânia, Penn State.
Estação de Pesquisa Agrícola Russell E. Larson da Penn State, na Pensilvânia – Foto: Penn State
As descobertas foram publicadas no Proceedings of the National Academy of Science, comunicando que os pesquisadores identificaram um gene que codifica um fator de transcrição – uma proteína útil para converter DNA em RNA – que desencadeia uma sequência genética responsável pelo desenvolvimento de uma característica importante permitindo que as raízes do milho adquiram mais água e nutrientes.
A característica resulta em raízes mais capazes de capturar mais água e nutrientes do solo, que precisam de menos fertilizantes e resistem à seca.
células vivas em espaço aéreo. Agora que os pesquisadores descobriram o gene associado ao
fenótipo, ele pode ser um alvo de melhoramento de plantas – Foto: Tânia Galindo Castañeda
Essa característica observável, ou fenótipo, é chamada de aerênquima cortical radicular e resulta na formação de passagens de ar nas raízes, de acordo com o líder da equipe de pesquisa Jonathan Lynch, professor de ciência vegetal. Sua equipe na Penn State mostrou que esse fenótipo torna as raízes metabolicamente mais simples, permitindo que explorem melhor o solo e capturem mais água e nutrientes do solo seco e infértil.
Apache Root Biology Center, no Arizona – Foto: Penn State
Agora, identificar o mecanismo genético por trás da característica cria um alvo de reprodução, observou Lynch, cujo grupo de pesquisa na Faculdade de Ciências Agrícolas vem estudando características de raízes em milho e feijão nos Estados Unidos, Ásia, América Latina, Europa e África há mais de de três décadas, com o objetivo de melhorar o desempenho das lavouras.
de Tomografia de Ablação a Laser da Penn State – Foto: Penn State
A caracterização dessas linhagens sob disponibilidade de água e nitrogênio abaixo do ideal em vários ambientes de solo revelou que o gene bHLH121 é necessário para a formação do tecido celular da raiz, de acordo com os pesquisadores. E a validação geral da importância do gene bHLH121 na formação do tecido fornece um novo marcador para os melhoristas de plantas selecionarem variedades com melhor exploração do solo e, assim, rendimento, sob condições abaixo do ideal.
Para Lynch, que planeja se aposentar do corpo docente do Departamento de Ciências Vegetais no final deste ano, esta pesquisa é o culminar de 30 anos de trabalho na Penn State.
“Essas descobertas são o resultado de muitas pessoas na Universidade e além que colaboraram conosco, trabalhando por muitos anos”, disse ele. “Descobrimos a função do traço do aerênquima e, em seguida, o gene associado a ele, e surgiu por causa de tecnologias que foram desenvolvidas aqui na Penn State, como Shovelomics – desenterrando raízes no campo – Laser Ablation Tomography and Anatomics Oleoduto (tomografia por ablação a laser). Juntamos tudo isso neste trabalho.”
de milho em locais na Pensilvânia, Arizona, Wisconsin e África do Sul para analisar seus fenótipos.
Raízes recém-escavadas ainda no solo são mostradas na imagem. Foto: Penn State
Os resultados são significativos, continuou Lynch, porque encontrar um gene por trás de uma característica importante que vai ajudar as plantas a terem uma melhor tolerância à seca e uma melhor captura de nitrogênio e fósforo é algo importante diante das mudanças climáticas.
“Essas são qualidades superimportantes – tanto aqui nos Estados Unidos quanto em todo o mundo”, disse ele. “As secas são o maior risco para os produtores de milho e estão piorando com as mudanças climáticas, e o nitrogênio é o maior custo do cultivo de milho, tanto do ponto de vista financeiro quanto ambiental. A criação de linhagens de milho mais eficientes na busca pelo nutriente seria um grande desenvolvimento.”